催化重整催化剂专利发展态势分析

王玲玲 李 琰 师如炬

(中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院兰州化工研究中心，730060)

催化重整是石油加工过程中重要的二次加工方法。催化重整过程将原料油中的正构烷烃和环烷烃“重整”为异构烷烃和芳烃，从而可以提高汽油的辛烷值或生产芳烃产品(苯、甲苯和二甲苯等)。

催化重整催化剂的研究与应用经历了非铂、单铂和铂基多金属等3个重要发展阶段。重整催化剂基本采用含铂催化剂，其发展已进入质量、性能大改进时期。催化重整工艺按催化剂的再生方式可分为半再生重整、连续重整和循环再生重整等3种形式。连续重整所产汽油辛烷值高，烯烃含量低，硫含量低，产生的氢气也是加氢工艺的重要氢气来源，同时连续重整装置还副产低硫、低烯烃清洁液化石油气燃料，因此，连续重整技术受到生产商的极大重视。连续重整催化剂作为连续重整技术的核心之一，一直是各国研究和开发的热点［1－3］。

文章以德温特数据库为基础，对截至2011年10月的国内外催化重整催化剂领域相关专利进行检索，共检索到相关专利8 000余件，并以此为基础进行分析。

1 催化重整专利发展趋势分析

1.1 专利申请量

图1为催化重整催化剂领域国内外专利申请总体趋势。

图1 催化重整催化剂专利申请趋势

20世纪30年代以来，催化重整催化剂技术经历了近100年的发展。1950年以前，催化重整技术发展缓慢，专利申请量较少;1950年以后，随着石油工业的发展，催化重整技术也有了较大进步，催化重整催化剂专利申请量开始增加。1971—1980年，催化重整技术发展迅速，催化重整催化剂的研发也比较集中，专利申请量达到一个高峰，其中，1978年专利申请量达到340件。这一时期的主要研发重点为选择性良好的连续重整催化剂，如R－30、R－32、R－34系列铂－锡双金属催化剂。1986—1998年，重整催化剂的研发进入低潮期，每年的专利申请量不足200件。

催化重整催化剂技术发展的另一个高峰期是2001—2005年，这 5年的专利申请总量达到1 500余件，达到历史最高水平。这是由于汽车行业的快速发展以及环保要求的日趋严格，使得重整技术迅速发展，对重整催化剂的要求也越来越高，催化剂技术的研发取得很大进展。尤其是2000—2004年，随着研发能力的提高，专利申请量增长很快，每年的专利申请量均在250件以上。

1.2 专利申请区域分布

催化重整催化剂专利申请区域分布情况如表1所示。

表1 催化重整催化剂专利申请分布

催化重整催化剂专利申请量最大的是美国，占到全球总申请量的22%。美国的催化重整技术发展迅速，处于世界领先水平;日本的催化重整技术发展也较快，在该领域的专利申请量位居世界第2，占全球总申请量的15%;专利申请量位居世界第3至第5位的分别是德国、欧洲和英国，上述5个地区的专利申请量占到全球总申请量的57%。美国、日本的专利申请量远远超过其他国家。这两个国家在重整催化剂领域具有传统优势，并且仍在不断加大技术研发力度，产生了大量的研发成果，并通过专利的形式对它们加以保护，以期占据更大的市场份额。

1.3 主要申请人

以检索得到的催化重整催化剂领域专利申请为基础，对该领域主要专利申请人及申请情况进行分析，结果如表2所示。该领域专利申请量位居第一的是埃克森美孚公司，约占世界该领域专利申请总量的18%;其次是环球油品公司，约占世界总专利申请量的12%;位居第3的雪佛龙公司占7%，第4位的法国石油研究院占6%、第5位的壳牌公司占3%。埃克森美孚公司在该领域的研发水平位居世界前列，公司非常注重对知识产权的保护，在该领域申请了大量的专利。

表2 该领域主要专利申请人及其申请情况

1.4 专利技术布局

通过专利分析可知，公开专利技术主要涉及石脑油催化重整工艺及催化剂制备技术，使用重整催化剂的石脑油催化重整工艺研发的专利申请量达到4 000余件，而涉及重整催化剂制备技术研发的专利申请量达到2 600余件，其中涉及铂加锰等助金属重整催化剂研发的专利申请量近600余件。由此可见，重整催化剂技术研发的重点是铂基双金属催化剂。催化重整催化剂领域主要专利技术布局见表3。

表3 催化重整催化剂领域主要专利技术布局

从重整催化剂主要技术发展情况来看，对于以双(多)金属为主要组分的重整催化剂的研究一直比较活跃，其中，主要是铂基催化剂的研发，如铂－铼、铂－锡、铂－铱等双金属催化剂的研发。此外，含贵金属分子筛的催化剂及其再生、活化，具有特殊孔道结构载体的改进以及含氯化物或促进剂的重整催化剂制备方法是研究的另一热点。1971年以来的催化重整催化剂领域主要专利技术的发展趋势如表4所示。

表4 催化重整催化剂主要技术专利申请量

2 中国催化重整催化剂专利申请情况

催化重整催化剂中国专利申请共有340余件，其中，获得授权的专利有200余件，而授权专利中有120余件因超过保护期限等原因已经失效。

2.1 中国专利申请趋势

催化重整催化剂领域中国专利申请总体情况如图2所示。

由于中国专利法律制度的建立较晚，各公司自1985年才开始在中国申请催化重整催化剂领域相关专利。之后，催化重整催化剂技术发展较缓慢，专利申请量虽有所增长，但是增幅不大。到21世纪初，中国炼油工业发展加速，中国的催化重整技术水平迅速提高。随着中国加入世界贸易组织，环保要求日趋严格，这就要求炼油工业不断提高技术水平，以满足各项环保要求。我国各相关企业加大了催化重整领域的技术研发力度，创新能力有了很大提高。与此同时，国外公司也不断加强在中国的专利布局。因此，2006—2008年相关专利申请量增长迅猛，达到历史最高水平。

图2 中国催化重整催化剂领域专利申请趋势

2.2 中国专利主要专利申请人

中国催化重整催化剂领域主要专利申请人及申请量见表5。中国石油化工股份有限公司在催化重整催化剂领域进行了大量研究，其主要研究单位有抚顺石油化工研究院和石油化工科学研究院。该公司的专利申请量占到中国该领域专利申请总量的19%。此外，国外大公司在催化重整催化剂领域研发实力雄厚，技术发展速度远远超过中国企业，而且这些公司非常重视中国市场，不断加强在中国的专利布局，对其专利技术进行保护。例如，埃克森美孚公司、法国石油研究院、环球油品公司、雅宝公司和庄信万丰公司都在中国申请了大量的专利，对其自有技术进行保护。

表5 中国催化重整催化剂领域主要专利申请人

2.3 中国专利技术布局

催化重整领域中国专利主要涉及重整催化剂的制备方法、含铂族金属的双金属催化剂及使用此类催化剂的石脑油重整工艺、含氧化铝载体的重整催化剂制备方法及含镍重整催化剂制备方法等领域，具体见表6。

表6 催化重整催化剂领域主要中国专利技术布局

催化重整催化剂领域主要的中国专利技术的发展趋势如图3所示。

图3 催化重整催化剂领域主要中国专利技术发展趋势

从重整催化剂中国专利的技术发展情况来看，铂基双(多)金属催化剂的配方优化和浸渍方法改进一直是研发的重点。此外，对于催化剂载体制备技术以及新助剂的研发也在不断进行，重整催化剂制备技术的进步同时也带动了石脑油重整工艺的不断发展。

3 结语

目前，催化重整催化剂专利技术的研发重点是铂基多金属催化剂配方的优化、浸渍方法的改进、催化剂载体性能的进一步提高和新助剂的研究，催化剂呈现系列化发展。

中国专利中大部分是国外公司申请的专利，我国相关单位的专利申请相对较少，表明与国外专利技术相比，我国在重整催化剂领域的技术研究还存在较大差距。由于催化重整是提高汽油辛烷值及芳烃产品的重要途径，因此，国内各研究单位应当加大研发力度，提高研发效率。

此外，国内相关研究单位应重点关注国外公司在中国的专利布局，跟踪并研究国外公司研发重点和研发趋势。在催化重整技术研发过程中，应注意规避各公司主要专利技术，充分利用失效专利、已有的研发和工业应用经验，深入分析已公开专利技术，结合自身特点，加强技术创新能力，开发出具有自主知识产权的重整催化剂及催化重整技术。

［1］周彤，肖生科.催化重整催化剂的研究进展［J］.中国高新技术企业，2009(23):172 －173.

［2］王广胜，高玉生.连续重整催化剂技术进展［J］.化学工业，2010，28(6):43 －46.

［3］樊凤祥.连续催化重整技术的发展与应用［J］.化学工程师，2007(8):30－32.